## PENGARUH DEBIT ALIRAN TERHADAP DISSOLVE OXYGEN

## PADA PROSES HIDROULIK KOAGULASI DENGAN PARSHALL
FLUME DALAM PENYISIHAN SENYAWA ORGANIK
Firra Rosariawari 1 ,  Aulia Ulfah Farahdiba 1 dan Mohammad Pranoto S 2
1 Program Studi Teknik Lingkungan, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur
2 Program Studi Arsitek, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur Email: firra.tl@upnjatim.ac.id

## ABSTRAK
Proses koagulasi dan flokulasi secara mekanik merupakan proses yang sering digunakan dalam  mencampurkan  koagulan  dengan  air  sampel.  Hidroulik  koagulasi  merupakan proses koagulasi yang digunakan mencampurkan koagulan secara hidroulik, yaitu dengan manfaatkan  aliran  air  untuk  pengadukannya.  Parshall  Flume  merupakan  unit  yang biasanya  diganakan  dalam  proses  aerasi.  Unit  Parshall  flume  memanfaatkan  betuk penyempitan saluran untuk membentuk suatu terjunan. Pada titik dipenyempitan saluran Parshall  Flume  dimanfaatkan  sebagai  proses  pencampuran  antara  koagulan  dengan  air yang  akan  diolah.  Sehingga  Debit  aliran  yang  melalui  penyempitan  saluran  tersebut berpengaruh  terhadap  tinggi  terjunan  nya.  Level  air  pada  terjunan  akan  menimbulkan kontak pula antara air dengan udara, sehingga perlu diketahui nilai Dissolve Oxygen yang turut mempengaruhi proses penyisihan senyawa organik yang berada pada air yang akan diolah.  Variasi  debit  dan  variasi  koagulan  digunakan  untuk  mengetahui  nilai  optimum aliran dan koagulan dalam menyisihkan senyawa organik
Kata kunci: Parshall Flume, Debit Aliran, PAC, senyawa organik

## ABSTRACT
Parshall flume is an engineered flow rate system in open channel, in which water flow is forced to pass through narrow channels. So that turbulence flow occurs that can be used for  hydrolyzing  mixing  between  coagulants  and  raw  water.  The  aimed  of  this  research treated surface water into clean water by eliminating suspended organic loads contained in  surface  water  by  hydroulic  flow.  The  effectiveness  of  Parshall  Flume  was  done  by variation  of  flowrate,  concentration  of  PAC  as  coagulant,  and  settling  times.  The contaminant  parameters  evaluated  were  turbidity.  The  results  of  this  research  showed that  flowrate  of  9  L  /  minute,  the  coagulant  concentration  of  PAC  was  75  mg  /  L  and settling time at 90 minutes, allowance for turbidity reached 92%, under conditions of pH 6.5 - 8
Keywords: Parshall Flume , PAC, Turbidity

## PENDAHULUAN
Air  bersih  merupakan  kebutuhan  pokok  bagi kehidupan makhluk hidup. Berbagai alternative pengolahan dilakukan untuk memenuhi ketersediaan  air  bersih  baik  secara  kualitas maupun  kuantitas.  Air  permukaan  merupakan bahan  baku  yang  digunakan  untuk  memenuhi kebutuhan  air  bersih.  Pengolahan  air  bersih skala  kecil  diperlukan  sebagai  salah  satu alternative  penyediaan  air  bersih.  Pengolahan yang  sederhana  ini  tetap  memperhatikan kualitas  sesuai  dengan  standart  baku  mutu  air bersih yang telah ditetapkan oleh pemerintah.
Permasalahan yang sering dijumpai, kurangnya air bersih disuatu wilayah dikarenakan menurunnya kualitas air baku yang diperuntukan  sebagai  air  bersih.  Salah  satu contoh  adalah  tingginya  konsentrasi  senyawa organik pada air permukaan. Hal ini disebabkan pembuangan  limbah  secara  langsung  ke  badan air.  Berdasarkan  hal  tersebut  penelitian  ini brtujuan memanfaatkan air permukaan tersebut sebagai  air  bersih,  sehingga  dapat  digunakan kembali dalam kehidupan sehari – hari. Dimana rancangan  unit  pengolahan  air  bersih  ini merupakan  rancangan  yang  hemat  enenrgi  dan meminimalisasi  emisi  yang  diakibatkan  proses dari  setiap  unitnya.  Proses  pengolahan  air bersih  pada  penelitian  ini  dirancang  dalam Mobile  Water  Treatment yang  hemat  energy, sehingga  secara  tidak  langsung  emisi  yang dihasilkan  sangat  rendah.  Dengan  prinsip hidrolik  koagulasi  dengan  terjunan  pada parshall flume, unit flokulasi dan  pengendapan secara gravitasi, dirancang dalam satu rangkaian  yang  tidak  permanen  dan  dapat dipindah  pindahkan.  Sehingga  dengan  mudah mengolah  air  bersih  secara  indvidu  atau  pun komunal  dimana  pun  tempatnya,  serta  air terolah sesuai dengan standart baku mutu yang telah  ditetapkan  dalam  Peraturan  Menteri Kesehatan  No.  416  Tahun  1990  Tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air dan Peraturan  Pemerintah  No.  82  Tahun  2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  secara  batch  dimulai  dari rangkaian  inlet  dengan  variasi  debit,  7,  9  dan 11  L/mnt  dilanjutkan  ke  unit  Parshall  Flume. Injeksi  koagulan  dilakukan  pada  penyempitan saluran  di  parshall  flume.  Koagulan  yang digunakan  adalah  PAC  dengan  konsentrasi  25, 75,  100  dan  125  mg/L.  Aliran  dari  parshall
flume  menuju  ke  unit  koagulasi  yang  di rancang  menggunakan  baffle  chanel  dengan  3 kompartemen.  Selanjutnya  effluent  ditampung pada bak penampung sebagai unit pengendapan selama waktu 30, 60 dan 90 menit.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Oksigen terlarut (Dissolve Oxygen) merupakan  factor  yang  berpengaruh  dalam proses  pengolahan  dalam  penyisihan  senyawa organik.  Oksigen  terlarut  pada  unit  parshall flume  didapatkan  dari  penyempitan  saluran yang  mengakibatkan terjunan air pada unitnya. Terjunan air yang terjadi dimanfaatkan sebagai proses pengadukan saat koagulan dicampurkan, sekaligus  sebagai  proses  terlarutnya  oksigen dalam  air  yang  akan  diolah.  Debit  aliran  juga merupakan factor yang mempengaruhi konsentrasi  oksigen  terlarut.  Berdasarkan  hal tersebut,  pada  penelitian  ini  dengan  variasi debit yang dialirkan dapat diketahui debit yang maksimum menghasilkan oksigen yang terlarut dalam  unit  parshall  flume.    Grafik  1 menjelaskan  pengaruh  debit  dan  konsentrasi koagulan  terhadap  oksigen  terlarut  yang dihasilkan.
Grafik-1 :  Pengaruh  variasi  debit  dan  Konsentrasi Koagulan pada td 30 terhadap DO
Konsentrasi oksigen terlarut untuk berbagai variasi  aliran  semakin  menurun  dengan penambahan  konsentrasi  koagulan  yang semakin  tinggi,  pada  waktu  pengendapan 30  menit.  Hal  ini  disebabkan  viskositas cairan  koagulan  mempengaruhi  viskositas air  permukaan  yang  diolah.  Debit  aliran yang  terbaik  untuk  menghasilkan  oksigen terlarut  yang  tinggi  dalam  air  permukaan adalah  pada  debit  9  L  /  menit.  Hal  ini dikarenakan  turbulensi  yang  besar  terjadi pada  penyempitan  saluran  parshall  flume, sehingga  mengakibatkan  nilai  NRe  yang
besar  dan  memenuhi  syarat  sebagai  proses koagulasi.
Grafik-2. Pengaruh    Konsentrasi  Koagulan  dan variasi debit dan pada td 60 terhadap DO
Grafik-3. Pengaruh    Konsentrasi  Koagulan  dan variasi debit dan pada td 90 terhadap DO
Konsentrasi  oksigen  terlarut  dengan  berbagai variasi  debit  menunjukkan  pola  yang  sama pada  grafik  2  dan  3.  Pada  grafik  tersebut menunjukkan  bahwa  semakin  besar  aliran  air atau  debit  yang  dialirkan  maka  semakin menurun  konsntrasi  oksigen  terlarut.  Hal  ini dipengaruhi oleh turbulensi aliran pada saluran parshall  flume  yang  mengalami  penyempitan. Pada  debit  11  L/menit  level  air  pada penyempitan  saluran  parshall  flume  sangat rendah.  Level  air  yang  dimaksudkan  adalah selisih  level  air  sebelum  saluran  penyempitan dan  sesudah  saluran  penyempitan.  Rendahnya level  air  pada  saluran  penyempitan  ini mengakibatkan  tidak  terjadi  turbulensi  aliran sehingga  oksigen  yang  terlarut  akan  semakin kecil dan nilai Nre pun semakin kecil.
Grafik 2 dan 3 menjelaskan bahwa konsentrasi oksigen  terlarut  yang  effektif  adalah  pada waktu  detensi  60  menit  untuk  pengendapan dengan aliran air 9 L/menit. Pada waktu detensi lebih  dari  60  menit  permukaan  air  menjadi sangat  laminar  sehingga  oksigen  yang  larut kedalam air semakin berkurang.
Berdasarkan  hasil  analisa  yang  ditunjukkan dalam  grafik  diatas,  bahwa  debit  effektif  yang melalui  parshal  flume  adalah  pada  debit  9 L/menit. Sedangkan konsentrasi koagulan yang effektif  yaitu  pada  75  mg/L.  Aliran  air  atau debit merupakan hal terpenting dalam terbentuknya  turbulensi  pada  penyempitan saluran,  dimana  pada  penyempitan  saluran inilah  koagulan  mengalami  pencampuran  atau pengadukan  secara  hidroulik  dengan  air  baku yang diolah.
Proses  pengadukan  atau  pencampuran  yang sempurna  mengakibatkan  terbentuknya  flok yang  maksimal  pada  unit  flokulasi.  Adapun perbedaan  level  muka  air  pada  penyempitan saluran  sangat  penting  karena  pada  titik  ini terjadinya terjunan hidroulik air.
Level  muka  air  pada  debit  11  L/menit mempunyai  level  air  yang  hampir  sama, sehingga tidak terjadi terjunan hidroulik, inilah yang  menyebabkan  tidak  terjadi  pencampuran antara  koagulan  dan  air,  sehingga  flok  yang terbentuk sangat halus.
Perbedaan Level muka air pada debit 9 L/menit cukup besar pada saluran penyempitan Parshall
Flume, sehingga koagulan tercampur sempurna, dan flok yang terjadi lebih besar dan mudah mengendap.
Konsentrasi  koagulan  yang  effektif  pada konsentrasi  75  mg/L,  pembentukan  flok sempurna  dan  mengendap  dengan  cepat. Sedangkan  pada  konsentrasi  lebih  dari  75 mg/L,  flok  yang  terbentuk  sangat  halus sehingga flok tidak terendapkan secara sempurna  atau  melayang.  Derajat  keasaman atau  pH  juga  mempengaruhi  effektifitas pembentukan  flok.  Konsentrasi  PAC  yang berlebih  mengakibatkan  pH  air  menjadi  asam karena  PAC  melepaskan  dua  ion  H + sehingga menurunkan  effektifitas  pembentukan  flok. Oksigen terlarut yang tinggi akan mempengaruhi  penyisihan  senyawa  organik dalam suatu proses pengolahan lebih lanjut. Hal ini  disebabkan  oksigen  terlarut  digunakan sebagai proses respirasi oleh bakteri pengurai.

## KESIMPULAN
Pengamatan  yang  dilakukan    untuk  kelrutan oksigen  dalam  air  yang  diolah,  bahwa effektifitas  unit  parshall  flume  terjadi  pada debit  9  L/menit,  dengan  konsentrasi  koagulan PAC 75 mg/L dan pada waktu pengendapan 90 menit.
Pada  debit  9  L/menit  ini  level  muka  air  pada penyempitan  saluran  di  parshal  flume  relatif tinggi. Sehingga terjunan hidroilik air mengakibatkan  kondisi  air  turbulensi.  Kondisi turbulensi  ini  yang  dimanfaatkan  untuk pencampuran koagulan PAC, sehingga air yang melalui  terjunan  tersebut,  tercampur  maksimal oleh  koagulan.  Keadaan  ini  mengakibatkan terjadinya  pembentukan  flok  yang  maksimal pada  unit  flokulasi.  Turbulensi  aliran  pada penyempitan saluran parshall flume mengakibatkan  konsentrasi  oksigen  terlarut meningkat  pada  air  terolah  yang  dapat dimanfaatkan  sebagai  respirasi  oleh  bakteri pengurai pada proses selanjutnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Al-Husseini, T. R., Ghawi, A. H., & Ali, A. H. (2018).  Performance  of  hydraulic  jump rapid  mixing  for  enhancement  of turbidity removal from synthetic wastewater: A comparative study. Journal  of  Water  Process  Engineering, (March),3–8. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.03.00 5
Ali  Masduqi,  A.  F.  A.  (2012).  Satuan  Operasi. Surabaya: ITS Press.
Kim,  Y.,  Choi,  G.,  Park,  H.,  &  Byeon,  S.
(2015). Hydraulic  Jump  and  Energy Dissipation with Sluice Gate, 5115–5133.
Marais,  G.  V.  R.,  &  Van  Haandel,  A.  C. (1996). Design of grit channels controlled  by  Parshall  flumes.  Water Science and Technology, 33(3), 195–210. https://doi.org/10.1016/0273- 1223(96)00313-7
McConnachie,  G.  L.,  Folkard,  G.  K.,  Mtawali, M.  A.,  &  Sutherland,  J.  P.  (1999).  Field trials of appropriate hydraulic flocculation  processes.  Water  Research, 33(6),1425–1434.
Ramziya,  R.  (2017).  Penurunan  TSS  dan Kekeruhan Menggunakan Hidroulik Koagulasi. Jurnal Envirotek
Tom  D.  Reynold,  P.  A.  R.  (1996).  Unit Operation and Processes in Environmental  Engineering  (Second). Boston: PWS Publishing Company